Nature:揭示小胶质细胞在脊髓损伤中的关键作用

时间 : 2020-10-14
2020年10月7日，哈佛医学院何志刚团队在Nature 在线发表题为“Microglia-organized scar-free spinal cord repair in neonatal mice”的研究论文，该该研究显示出新生小鼠脊髓的挤压伤可导致无疤痕的愈合，从而使长突出的轴突穿过病变而生长。新生小鼠中的小胶质细胞减少会破坏此愈合过程，并使轴突的再生停滞，这表明小胶质细胞对于协调损伤反应至关重要。
使用单细胞RNA测序和功能分析，该研究发现新生儿小胶质细胞是短暂激活的，并且在无疤痕愈合中至少具有两个关键作用。首先，它们瞬时分泌纤连蛋白及其结合蛋白，形成细胞外基质的桥，该桥连接脊髓的切断末端。其次，新生儿（而非成人）小胶质细胞表达几种细胞外和细胞内肽酶抑制剂，以及与解决炎症有关的其他分子。该研究将经过肽酶抑制剂治疗的新生儿小胶质细胞或成年小胶质细胞移植到成年小鼠的脊髓损伤中，发现这两种类型的小胶质细胞均可显著改善愈合和轴突再生。
总之，该研究结果揭示了脊髓损伤后新生小鼠几乎完全恢复的细胞和分子基础，并提出了可用于促进成年哺乳动物神经系统无疤痕愈合的策略。


脊髓损伤破坏了病变下方的大脑与脊髓之间的轴突连接。在鱼类和两栖动物中，脑膜细胞和神经胶质细胞形成了允许的桥，允许受伤的轴突在整个病灶中再生。但是，成年哺乳动物并非如此。相反，脊髓损伤会触发由多种细胞类型（例如，反应性星形胶质细胞，成纤维细胞，小胶质细胞和巨噬细胞）组成的疤痕的形成，而没有自发性轴突再生。
 
尽管这些不同的细胞类型及其相关分子先前已被研究，但人们对脊髓如何响应损伤并组织基于疤痕的伤口愈合知之甚少。此外，由于成熟的神经元在成年人中也表现出固有的再生能力降低，因此反应性神经胶质细胞在轴突再生失败中的作用尚不清楚。为了解决这些问题，该研究试图确定新生小鼠是否发生脊髓再生，这是中枢神经系统神经元仍具有很强的生长能力的发育阶段。
 
该研究显示出新生小鼠脊髓的挤压伤可导致无疤痕的愈合，从而使长突出的轴突穿过病变而生长。新生小鼠中的小胶质细胞减少会破坏此愈合过程，并使轴突的再生停滞，这表明小胶质细胞对于协调损伤反应至关重要。
 
使用单细胞RNA测序和功能分析，该研究发现新生儿小胶质细胞是短暂激活的，并且在无疤痕愈合中至少具有两个关键作用。首先，它们瞬时分泌纤连蛋白及其结合蛋白，形成细胞外基质的桥，该桥连接脊髓的切断末端。其次，新生儿（而非成人）小胶质细胞表达几种细胞外和细胞内肽酶抑制剂，以及与解决炎症有关的其他分子。
 
该研究将经过肽酶抑制剂治疗的新生儿小胶质细胞或成年小胶质细胞移植到成年小鼠的脊髓损伤中，发现这两种类型的小胶质细胞均可显著改善愈合和轴突再生。总之，该研究结果揭示了脊髓损伤后新生小鼠几乎完全恢复的细胞和分子基础，并提出了可用于促进成年哺乳动物神经系统无疤痕愈合的策略。